Fracture Failure Analysis of a High Speed Twin-Screw Extruder Screw Shaft
摘 要
某双螺杆挤出机的螺杆在运行过程中发生早期断裂,通过断口的宏观观察和扫描电镜观察、化学成分分析、显微组织观察、力学性能测试和有限元模拟,找出了螺杆轴断裂失效的原因。结果表明:螺杆轴发生了扭转疲劳断裂,裂纹起源于齿根,且有多个疲劳源;芯轴的花键齿根部是螺杆轴应力集中的部位;热处理工艺欠佳导致材料内部微孔聚集、组织不均匀,这些因素最终致使螺杆轴发生早期疲劳断裂。
Abstract
A fracture accident of screw shaft of a twin-screw extruder occurred during operation. In order to find the fracture reasons, the failure analysis was carried out by means of macroscopic fracture observation, scanning electron microscope observation, chemical composition analysis,microstructure observation,mechanical property testing and finite element simulation. The results show that torsional fatigue was the cause of the fracture, and the cracks originated from the tooth root, with several fatigue crack sources. Stress concentration at root of the tooth; poor thermal treatment process leads to microporous aggregation and uneven microstructure, these factors were the reasons together caused the screw shaft fracture in the early service life.
中图分类号 TG157 DOI 10.11973/jxgccl201703022
所属栏目 失效分析
基金项目
收稿日期 2016/7/23
修改稿日期 2017/1/19
网络出版日期
作者单位点击查看
备注马小明(1962-),男,甘肃天水人,副教授,硕士。
引用该论文: MA Xiao-ming,ZHOU Yang. Fracture Failure Analysis of a High Speed Twin-Screw Extruder Screw Shaft[J]. Materials for mechancial engineering, 2017, 41(3): 107~111
马小明,周阳. 高速双螺杆挤出机螺杆轴断裂失效分析[J]. 机械工程材料, 2017, 41(3): 107~111
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】马小明, 黄志华. 聚丙烯挤出机螺杆轴断裂失效分析[J]. 机械工程材料, 2014, 38(10):97-100.
【2】刘阳春. 铝型材挤压模的选材及其热处理[J]. 国外金属热处理, 2001, 22(5):38-40.
【3】任颂赞, 张静江, 陈质如, 等. 钢铁金相图谱[M]. 1版. 上海:上海科技文献出版社, 2003.
【4】袁卫明, 傅纪国. 注塑机螺杆强度的分析计算[J]. 轻工机械, 2012, 30(2):16-18.
【5】谢兆兴. 高扭矩深槽啮合同向双螺杆设计及受力分析[D]. 北京:北京化工大学, 2011.
【6】中国有色工程设计研究总院. 机械设计手册[M]. 北京:化学工业出版社, 2007.
【7】王三民, 诸文. 机械原理与设计[M]. 北京:机械工业出版社, 2002.
【8】陈煜国, 李相麟. 微孔洞型的分形断裂理论初探[J]. 应用力学学报, 1998(4):55-59.
【2】刘阳春. 铝型材挤压模的选材及其热处理[J]. 国外金属热处理, 2001, 22(5):38-40.
【3】任颂赞, 张静江, 陈质如, 等. 钢铁金相图谱[M]. 1版. 上海:上海科技文献出版社, 2003.
【4】袁卫明, 傅纪国. 注塑机螺杆强度的分析计算[J]. 轻工机械, 2012, 30(2):16-18.
【5】谢兆兴. 高扭矩深槽啮合同向双螺杆设计及受力分析[D]. 北京:北京化工大学, 2011.
【6】中国有色工程设计研究总院. 机械设计手册[M]. 北京:化学工业出版社, 2007.
【7】王三民, 诸文. 机械原理与设计[M]. 北京:机械工业出版社, 2002.
【8】陈煜国, 李相麟. 微孔洞型的分形断裂理论初探[J]. 应用力学学报, 1998(4):55-59.
相关信息